OpenGL基础：模型变换——平移、缩放与旋转

OpenGL是一种广泛应用于计算机图形学的编程接口，它专为高效地处理渲染3D几何形状而设计。在OpenGL的基本图形绘制中，模型变换占据着核心位置，因为它们允许我们对物体在3D空间中的位置、大小和方向进行调整，从而实现更加灵活和真实的效果。 模型变换是图形渲染过程中的关键步骤，主要包括三种基本变换：平移、放缩和旋转。具体实现如下： 1. **平移变换**：通过`glTranslate{fd}`函数，可以改变模型在空间中的位置。这个函数接受三个参数，分别对应X轴、Y轴和Z轴的偏移量，使得物体在原有的基础上移动指定的距离。 2. **放缩变换**：使用`glScale{fd}`函数，允许我们改变模型在每个维度上的大小。通过输入一个或多个缩放比例，可以精确控制物体在每个轴上的缩放效果。 3. **旋转变换**：`glRotate{fd}`函数用于绕X、Y、Z轴进行旋转。它接受一个旋转角度和三个坐标轴的参数，以决定旋转的方向和中心点。默认情况下，顺时针旋转为负值，逆时针旋转为正值。 OpenGL中的变换是通过矩阵运算实现的，使用矩阵栈来管理这些变换。矩阵栈是一个动态的数据结构，允许我们堆叠多个矩阵，每进行一次变换，都会在栈顶添加一个新的变换矩阵。以下是一些与矩阵栈相关的函数： - `glMatrixMode`：用来选择当前矩阵栈，如模型视图、投影或纹理矩阵，以便进行相应的变换操作。 - `glLoadIdentity`：清空矩阵栈顶部，恢复到初始状态。 - `glPushMatrix`：保存当前矩阵栈顶的矩阵，便于后续的操作后返回。 - `glPopMatrix`：从栈中弹出并丢弃上一个矩阵，恢复到上一次保存的状态。 - `glLoadMatrix`：将指定的矩阵设置为当前栈顶矩阵，直接应用特定的变换。 - `glMultiMatrix`：执行矩阵乘法，相当于右乘当前矩阵栈顶的矩阵。 - 视口变换：视口是窗口内用于显示渲染结果的区域，可以通过设置视口的大小和位置来调整画面显示范围。 在三维图形渲染过程中，这些变换操作是连续进行的，它们共同决定了最终在屏幕上看到的模型位置和大小。理解并熟练运用这些模型变换是掌握OpenGL图形编程的基础。通过组合和嵌套不同的变换，可以创建出各种复杂的3D场景和动画效果。